(57)【要約】【課題】本明細書では、水分による性能低下の抑制された発光装置を提供する。【解決手段】各々の発光素子の周囲を多孔質構造の隔壁で囲む構造とした。多孔質構造の隔壁は水分を物理吸着するため、発光装置は、発光素子に極めて近い箇所に吸湿膜として機能する隔壁が存在し、当該吸湿膜により発光装置内部に残留した水分や水蒸気、また、発光装置外部から侵入する水分や水蒸気を効率良く吸着することができるため、水分や水蒸気に起因した発光装置の性能低下を効果的に抑制することができる。【選択図】図１
2013030467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極、ゲート絶縁層および半導体層を備えるトランジスタと、
前記ドレイン電極と電気的に接続された第１の電極と、
前記第１の電極上に開口部を有し、且つ前記第１の電極の端部を覆う第１の隔壁と、
前記第１の隔壁上の第２の隔壁と、
前記第１の電極、前記第１の隔壁および前記第２の隔壁上のＥＬ層と、
前記ＥＬ層上の第２の電極を有する構造であり、
前記第１の電極、前記ＥＬ層および前記第２の電極の重なる部分が発光素子として機能し、
前記第２の隔壁が、複数の空孔を有する多孔質構造の金属酸化物であることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１において
前記第２の隔壁は、前記空孔を含む前記第２の隔壁全体の体積を１００％とした場合において、前記第２の隔壁の表面から内部方向に１０％の範囲における気孔率が５０％以上であることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第２の隔壁の任意の一部を切断した際に、切断面に形成される孔断面の５０％以上が１ｎｍ２以上１００００２ｎｍ以下の面積であることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記第２の隔壁が、前記発光素子を隙間無く囲むことを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第１の隔壁表面と前記第２の隔壁側面の成す角度が９０度未満であることを特徴とする発光装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記第２の隔壁が、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化錫、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ジルコニウムまたは酸化ニオブのうち少なくとも１種類以上の材料を含むことを特徴とする発光装置。
【請求項７】
ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極、ゲート絶縁層および半導体層を備えるトランジスタを形成する工程と、
前記ドレイン電極と電気的に接続された第１の電極を形成する工程と、
前記第１の電極上に開口部を有し、且つ前記第１の電極の端部を覆う第１の隔壁を形成する工程と、
前記第１の電極を囲む、前記第１の隔壁上の第２の隔壁を形成する工程と、
前記第１の電極、前記第１の隔壁および前記第２の隔壁上のＥＬ層を形成する工程と、
前記ＥＬ層上の第２の電極を形成する工程を有し、
前記第２の隔壁は、
金属酸化物の微粒子および分散剤が少なくとも混合された溶液を前記第１の隔壁上に塗布し、前記溶液に対して加熱処理を行い隔壁となる層を形成し、前記層上にレジストパターンを設けて前記レジストパターンをマスクとして前記層を選択的に除去することにより形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項８】
請求項７において、前記加熱処理を１５０℃以上４００℃以下の温度で行うことを特徴とする発光装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発光装置および発光装置の作製方法に関する。
【０００２】
なお、本明細書中において発光装置とは、有機ＥＬ表示装置などの表示装置、もしくは照明やサイン（例えば、信号機や警告灯）などの光源（照明装置）を指す。また、デバイスとは発光素子を含む。
【背景技術】
【０００３】
近年、自発光型のエレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用した発光素子（以下、ＥＬ素子と略記する。）を有した発光装置の研究が活発に行われている。当該発光装置は、非常に高速な応答速度、低電圧駆動、低消費電力および自発光のためバックライトが必要ない、などの極めて優れた特徴を有しており、次世代表示装置として大きく注目されており、画像表示部が比較的小さな装置（例えば、携帯情報端末など）においては、様々な製品に広く用いられている。
【０００４】
ＥＬ素子の一種として、少なくとも発光層を含む有機層を一対の電極で挟んだ構造を有した「有機ＥＬ素子」がある。有機ＥＬ素子は発光効率を高めるため、発光層以外にも例えば、電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層および正孔注入層などの、電子や正孔の流れをコントロールする層を有している。これらの層の材料は低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料に大別され、低分子系材料は例えば蒸着法を用いて薄膜を形成して用いることができる。
【０００５】
また、大面積な基板に対して有機ＥＬ素子を形成することにより、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源や、蛍光灯に代表される線光源では作製することの極めて難しい、発光ムラの無い（または非常に少ない）大面積な面状の発光装置を形成することも容易である。加えて、有機ＥＬ素子の発光効率は白熱電球や蛍光灯よりも高いと試算されていることも手伝い、次世代の照明装置に好適であるとして大きく注目されている。
【０００６】
このように、様々な分野において大きく注目されている有機ＥＬ素子であるが、水分に曝されると急速にその性能が低下してしまうという問題を有している。当該問題に対しては、有機ＥＬ素子を封止する２枚の基板（本明細書中では、有機ＥＬ素子が形成された基板を「ベース基板」と略記し、ベース基板と対向する状態に設けられた基板を「対向基板」と略記する。）の間に乾燥剤を設置することが一般的に行われている。
【０００７】
また、特許文献１では、乾燥剤の代わりに、背面ガラス（本明細書の対向基板に相当）の内側面に酸化バリウム膜を成膜し、吸湿膜として用いる方法が提案されている。
【０００８】
なお、本明細書中において、一対の電極とその間に挟まれた積層構造を有する発光に関わる層をまとめて「発光素子」と略記する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２６０５６２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、ベース基板と対向基板間に乾燥剤を設置する構造の発光装置は、有機ＥＬ素子の形成面積の拡大に応じて乾燥剤の使用量が多くなり、また、場所により吸湿性能に差が出ないよう、広い面積に対して乾燥剤を設ける構造とする必要があるため、価格や製造時間の増加につながる。
【００１１】
また、酸化バリウム等のアルカリ土類金属を主成分とする薄膜を対向基板に成膜する構造の発光装置は、装置の大面積化には対応できるものの、当該薄膜は化学結合により水分を吸着（所謂、化学吸着）するため、ファンデルワールス力などを用いた物理吸着と比較して吸着速度が非常に遅いため、有機ＥＬ素子性能低下の根本的な解決までには至らない。また、水分を吸着する際に高い吸着熱を放出するため、有機ＥＬ素子性能低下の新たな要因となる恐れがある。
【００１２】
このような問題点に鑑み、本明細書では、水分による性能低下の抑制された発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本発明の発光装置は、各々の発光素子の周囲を多孔質構造の隔壁で囲む構造とした。多孔質構造の隔壁は水分を物理吸着するため、本発明の発光装置は、発光素子に極めて近い箇所に吸湿膜として機能する隔壁が存在し、当該吸湿膜により発光装置内部に残留した水分や水蒸気、また、発光装置外部から侵入する水分や水蒸気を効率良く吸着することができる。このため、水分や水蒸気に起因した発光装置の性能低下を効果的に抑制することができる。
【００１４】
すなわち、本発明の一態様は、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極、ゲート絶縁層および半導体層を備えるトランジスタと、ドレイン電極と電気的に接続された第１の電極と、第１の電極上に開口部を有し且つ第１の電極の端部を覆う第１の隔壁と、第１の隔壁上の第２の隔壁と、第１の電極と第１の隔壁と第２の隔壁上のＥＬ層と、ＥＬ層上の第２の電極を有する構造であり、第１の電極とＥＬ層と第２の電極の重なる部分が発光素子として機能し、第２の隔壁が、複数の空孔を有する多孔質構造の金属酸化物であることを特徴とする発光装置である。
【００１５】
上記構造の発光装置は、ＥＬ層の劣化要因である水分や水蒸気を第２の隔壁により物理吸着することができるため、水分や水蒸気によるＥＬ層の劣化が抑制された発光装置を提供できる。
【００１６】
なお、上述の発光装置において、第２の隔壁は、空孔を含む第２の隔壁全体の体積を１００％とした場合において、第２の隔壁の表面から内部方向に１０％の範囲における気孔率が５０％以上である構造とすることにより、第２の隔壁の表面近傍で多くの水分や水蒸気を物理吸着することができるため、ＥＬ層の劣化を効率的に抑制できる。
【００１７】
また、上述の発光装置において、第２の隔壁の任意の一部を切断した際に、切断面に形成される孔断面の５０％以上が１ｎｍ２以上１００００２ｎｍ以下である構造とすることにより、第２の隔壁は多くの水分や水蒸気を物理吸着することができるため、ＥＬ層の劣化を効率的に抑制できる。
【００１８】
また、上述の発光装置において、第２の隔壁が発光素子を隙間無く囲む構造とすることにより、発光素子に向かって全方位から侵入してくる水分や水蒸気を物理吸着することができるため、ＥＬ層の劣化を効率的に抑制できる。
【００１９】
また、上記の発光装置において、第１の隔壁表面と第２の隔壁側面の成す角度が９０度未満である構造とすることにより、発光素子を形成した際に、ＥＬ層の一部は第２の隔壁により薄くなる、または段切れが生じるため、ある発光素子の発光が、ＥＬ層を介して隣接する発光素子に伝搬することを抑制できる。
【００２０】
なお、上記の発光装置の第２の隔壁に用いる材料としては、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化錫、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ジルコニウムまたは酸化ニオブのうち少なくとも１種類以上の材料を含むことが好ましく、これにより、水分や水蒸気を効率的に物理吸着することができる。
【００２１】
また、本発明の一態様は、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極、ゲート絶縁層および半導体層を備えるトランジスタを形成する工程と、ドレイン電極と電気的に接続された第１の電極を形成する工程と、第１の電極上に開口部を有し且つ第１の電極の端部を覆う第１の隔壁を形成する工程と、第１の電極を囲む、第１の隔壁上の第２の隔壁を形成する工程と、第１の電極、第１の隔壁および第２の隔壁上のＥＬ層を形成する工程と、ＥＬ層上の第２の電極を形成する工程を有し、第２の隔壁は、金属酸化物の微粒子および分散剤が少なくとも混合された溶液を第１の隔壁上に塗布し、溶液に対して加熱処理を行い隔壁となる層を形成し、当該層上にレジストパターンを設けてレジストパターンをマスクとして当該層を選択的に除去することにより形成することを特徴とする発光装置の作製方法である。
【００２２】
上記作製方法を用いることにより、水分や水蒸気を物理吸着し、乾燥剤としての役割を果たす第２の隔壁を、発光素子の周辺に選択的に形成することができるため、発光素子からの発光は、第２の隔壁により反射、吸収されることなく、発光装置外部に取り出せる。
【００２３】
なお、上記作製方法の加熱処理は、１５０℃以上４００℃以下の温度で行うことが好ましい。これにより、第２の隔壁形成以前に形成された各種構成要素において、熱に起因した性能劣化が生じないため、発光装置の性能を低下させることがない。
【００２４】
なお、本明細書においてＡの上にＢが形成されている、あるいは、Ａ上にＢが形成されている、と明示的に記載する場合は、Ａの上にＢが直接接して形成されていることに限定されない。直接接してはいない場合、つまり、ＡとＢとの間に別の対象物が介在する場合も含むものとする。
【００２５】
また、本明細書における「第１」、「第２」、「第３」などの序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。
【００２６】
また、本明細書における「トランジスタ」は半導体素子の一種であり、電流や電圧の増幅や、導通または非導通を制御するスイッチング動作などを実現することができ、ＩＧＦＥＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含む。
【００２７】
また、本明細書におけるトランジスタの「ソース」や「ドレイン」の機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレイン」の用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【００２８】
また、本明細書において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。
【発明の効果】
【００２９】
本明細書に記載された構造を適用することにより、大面積化に対応可能であり、水分による性能低下の抑制された発光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】発光装置の構造を説明する図。
【図２】発光装置の作製方法を説明する図。
【図３】発光装置の作製方法を説明する図。
【図４】発光装置の構成を説明する図。
【図５】発光装置の構造を説明する図。
【図６】発光装置の作製方法を説明する図。
【図７】発光装置の作製方法を説明する図。
【図８】発光素子を説明する図。
【図９】発光素子を説明する図。
【図１０】発光装置を備える電子機器を説明する図。
【図１１】発光装置を備える電気機器を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００３２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置の構造および作製方法の一例について、図１から図４を用いて説明する。
【００３３】
本実施の形態の発光装置４００は、図４（Ａ）のように基板４０１上に複数個の発光部分４１０を備えた発光領域４０２と、ｍ個（ｍは１以上の整数）の端子４０５を備えた端子部４０３と、ｎ個（ｎは１以上の整数）の端子４０６を備えた端子部４０４を備えた回路構成を有している。
【００３４】
端子部４０３及び端子部４０４は外部配線を接続する端子であり、外部配線により外部に設けられた制御回路や電源などと接続される。外部に設けられた制御回路や電源などから供給される信号は、端子部４０３及び端子部４０４を介して発光装置４００に入力される。図４（Ａ）では、端子部４０３および端子部４０４の２カ所から信号を入力する構成を示しているが、端子部４０３を発光領域４０２の左右外側に形成し、端子部４０４を発光領域４０２の上下外側に形成して、合計４箇所から信号を入力する構成としてもよい。入力箇所を多く形成することにより、信号の供給能力が高まるため、発光装置４００の高速動作が容易となる。また、発光装置４００の大型化や高精細化に伴う配線抵抗の増大による信号遅延の影響を軽減することができる。また、発光装置４００に冗長性を持たせることが可能となるため、発光装置４００の信頼性を向上させることができる。
【００３５】
図４（Ｂ）は、発光部分４１０の回路構成の一例を示している。発光部分４１０は、トランジスタ４２０およびトランジスタ４３０と、容量素子４４０と、発光素子４５０を有している。なお、図示はしていないが、発光素子４５０は外部接続端子に接続されている。発光表示装置に設けられる容量素子４４０の保持容量の大きさは、画素部に配置されるトランジスタのリーク電流等を考慮して、電荷を所定期間保持できるように設定される。なお、高純度化された酸化物半導体膜を半導体層として用いたトランジスタ（以下、ＯＳ（Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタと略記する。）は、半導体層としてシリコン膜などを用いたトランジスタと比較してリーク電流が極微量であるという特性を有しているため、ＯＳトランジスタを少なくともトランジスタ４２０に用いることにより、容量素子４４０の容量の大きさを小さくすることができるため好ましい。なお、勿論図４（Ｂ）のように１つの発光素子に対して２つのトランジスタおよび１つの容量素子を備える構造（２トラ１Ｃなどとも表現される）以外の構成においても、容量素子４４０の容量を小さくするなど、必要に応じてＯＳトランジスタを用いればよい。
【００３６】
以下において、発光装置４００の構造および作製方法の説明を行う。なお、発光装置４００の構造を理解しやすくするため、発光部分およびその周辺部分に着目して、ＥＬ層形成前段階での構造および作製方法を説明するパート（当該パートでは、構造を分かり易くするため発光層形成前までの構造および工程を説明する。）と、発光装置全体についての構造および作製方法を説明するパートの２つに分けて説明を行う。また、本実施の形態において、発光装置４００はトップエミッション構造であることを前提として説明を行うが、勿論これに限定されるものではなく、ボトムエミッション構造（下面射出構造）やデュアルエミッション構造（両面射出構造）などの構造であってもよい。
【００３７】
＜発光部分およびその周辺部分の構造および作製方法（ＥＬ層形成前まで）＞
図１は、本発明の一態様である発光装置４００の、発光部分およびその周辺部分についての構造を示す図であり、図１（Ａ１）は発光装置の上面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ１）のＡ１−Ａ２部分およびＢ１−Ｂ２部分における断面図である。なお、構造を分かり易くするため、図１（Ａ１）では全体に形成されている膜（または層）については記載していない。また、図１（Ａ２）は図１（Ａ１）の配線構造を分かり易くするために、図１（Ａ１）の第３の電極２１６および第２の隔壁２２０を記載していない上面図である。
【００３８】
本実施の形態の発光装置４００の発光部分およびその周辺部分の構造は、図１（Ａ）および図１（Ｂ）のように、ベース基板２００と、ベース基板２００上の下地層２０２と、下地層２０２上の、ゲート電極として機能する第１の電極２０４と、第１の電極２０４を覆う第１の絶縁層２０６と、第１の絶縁層２０６上の半導体層２０８と、第１の電極２０４上に位置し半導体層２０８と電気的に接続された、ソース電極およびドレイン電極として機能する第２の電極２１０と、半導体層２０８および第２の電極２１０を覆う第２の絶縁層２１２と、第２の絶縁層２１２上の第３の絶縁層２１４と、第２の絶縁層２１２および第３の絶縁層２１４の一部に設けられた開口部を介して第２の電極２１０と電気的に接続された第３の電極２１６と、第３の絶縁層２１４上に位置し第３の電極２１６の側面および端部を覆う第１の隔壁２１８と、第１の隔壁２１８上の第２の隔壁２２０を構成要素として有しており、画素の動作状態（発光状態）を制御するトランジスタ２３０および容量素子２４０が形成されている。なお、本実施の形態にて説明する発光装置には、周辺回路や引き回し配線など様々な構成要素が存在するが、当該構成要素は、図１に示す構造を形成する際にベース基板２００上に形成できることは当業者であれば容易に想像できるため、ここでは説明を省略する。また、本実施の形態では１画素につきトランジスタが２つ、容量素子が１つ形成された構成を記載しているが、勿論この構成に限定されることは無い。
【００３９】
以下にて、本実施の形態における発光装置について、発光部分およびその周辺部分の作製方法を、図２および図３を用いて説明する。
【００４０】
まず、ベース基板２００を準備し、ベース基板２００上に下地層２０２を成膜し、下地層２０２上にゲート電極などとして機能する第１の電極２０４を形成する（図２（Ａ）参照。）。
【００４１】
ベース基板２００としては、例えば、青板ガラス、白板ガラス、鉛ガラス、強化ガラス、セラミックガラス等の各種ガラス基板や、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス等の無アルカリガラス基板を用いればよい。これらのガラス基板は大面積化に適しており、Ｇ１０サイズ（２８５０ｍｍ×３０５０ｍｍ）やＧ１１サイズ（３０００ｍｍ×３３２０ｍｍ）なども作製されているため、本発明の一態様に係る発光装置を低コストで大量生産することができる。他にも、石英基板、サファイア基板等の絶縁体でなる絶縁性基板、シリコン等の半導体材料でなる半導体基板の表面を絶縁材料で被覆したものを用いることもできる。
【００４２】
また、ベース基板２００として、エチレンビニルアセチレート（ＥＶＡ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン樹脂（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）、ポリビニルアルコール樹脂（ＰＶＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ＡＢＳ樹脂などの各種プラスチック基板を用いることもできる。なお、各種プラスチック基板をベース基板２００として用いる場合は、表面に酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化アルミニウムなどの水蒸気透過性の低い膜を単層又は積層にて形成するとよい。これにより、各種プラスチック基板には高い水蒸気バリア性が付与されるため、後の工程にて形成するＥＬ層５００の劣化を抑制できる。
【００４３】
上述のプラスチック基板をベース基板２００として用いることにより発光装置を薄型化、軽量化でき、さらに後の工程で使用する対向基板５０６にもプラスチック基板を用いることで、発光装置に可撓性を持たせることができるため、発光装置の付加価値を高めることができる。
【００４４】
ベース基板２００の厚さについては特に限定は無いが、発光装置の薄型化、軽量化の観点から考えると３ｍｍ以下が望ましく、より好ましくは１ｍｍ以下が望ましい。
【００４５】
下地層２０２としては、例えば、プラズマＣＶＤ法などのＣＶＤ法、スパッタリング法などのＰＶＤ法を用いて、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウムなどを形成すればよい。なお、下地層２０２は、単層構造、積層構造のどちらであってもよく、積層構造とする場合は、前述の膜を組み合わせて形成すればよい。下地層２０２を成膜することにより、ベース基板２００からの不純物拡散を防止できるため、発光装置の性能低下を抑制することができる。
【００４６】
下地層２０２の厚さについては、不純物拡散防止効果および生産性の観点から考えると５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下が望ましく、より好ましくは１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下が望ましい。
【００４７】
なお、上述にて「酸化窒化」及び「窒化酸化」という言葉を用いているが、これは形成した層に含まれる酸素含有量と窒素含有量のどちらが多いかを表すものであり、「酸化窒化」では、その組成において窒素よりも酸素の含有量が多いことを示す。
【００４８】
第１の電極２０４としては、例えば、真空蒸着法などの蒸着法や、スパッタリング法などのＰＶＤ法を用いて導電性を有する層を成膜し、当該層上にフォトリソグラフィ法やインクジェット法などを用いて、加工したいパターン形状に応じたレジストマスクを形成し、ドライエッチング法やウェットエッチング法などを用いて、導電性を有する層を選択的に除去することにより形成すればよい。導電性を有する層としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、タンタル、クロム、タングステン、モリブデン、コバルト、マンガン、マグネシウム、チタン、パラジウム、ジルコニウム、ベリリウム、ネオジム、スカンジウム、金、白金、銀又は銅等の金属材料の単層や積層、これらの材料を含む合金などを用いることができる。
【００４９】
また、第１の電極２０４として、導電性の金属酸化物を用いて形成しても良い。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム酸化スズ（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、ＩＴＯと略記する場合がある）、酸化インジウム酸化亜鉛（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、または、これらの金属酸化物材料にシリコン若しくは酸化シリコンを含有させたものを用いることができる。導電性の金属酸化物は上述の金属材料と比較して可視光透過率が高いため、ＥＬ層からの発光を第１の電極２０４形成面側に取り出す方式（ボトムエミッション方式およびデュアルエミッション方式）の発光装置に用いることにより、画素部の開口率を大きくしても、ＥＬ層からの発光を外部に効率良く取り出すことができる。
【００５０】
第１の電極２０４の厚さについては、導電性の確保および生産性の観点から考えると５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下が望ましく、より好ましくは１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下が望ましい。
【００５１】
次に、第１の電極２０４を覆う第１の絶縁層２０６を成膜し、第１の絶縁層２０６上に第１の電極と重畳する半導体層２０８を形成し、半導体層２０８と電気的に接続された、ソース電極やドレイン電極などとして機能する第２の電極２１０を形成する（図２（Ｂ）参照。）。
【００５２】
第１の絶縁層２０６としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンなどの材料を用いることができる。また、１３族元素および酸素を含む材料を用いて形成することもできる。１３族元素および酸素を含む材料としては、例えば、酸化ガリウム、酸化アルミニウム、酸化アルミニウムガリウムなどを用いることができる。さらに、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、窒素が添加されたハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、窒素が添加されたハフニウムアルミネート（ＨｆＡｌｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、などを含むように形成してもよい。第１の絶縁層２０６は、単層構造としても良いし、上記の材料を組み合わせて積層構造としても良い。
【００５３】
第１の絶縁層２０６の厚さは特に限定されないが、発光装置内に形成される回路の形成サイズを微細化する場合には、半導体素子（例えばトランジスタ２３０など）の動作を確保するために薄くすることが望ましい。例えば、酸化シリコンを用いる場合には、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００５４】
なお、第１の絶縁層２０６は、水素、水などの不純物を混入させない方法で成膜した膜を用いて形成することが好ましく、例えば、水素や水などの不純物が除去された高純度ガスを用いたスパッタリング法により成膜することが好ましい。第１の絶縁層２０６に水素、水などの不純物が含まれると、酸化物半導体材料を用いて半導体層２０８を作製した場合に、半導体層２０８中に水素、水などの不純物が浸入する、水素や水などの不純物により半導体層２０８中の酸素が引き抜きかれる、などの現象が生じ半導体層２０８のチャネルが低抵抗化（ｎ型化）してしまい、寄生チャネルが形成されるおそれがあるためである。
【００５５】
半導体層２０８としては、例えば、スパッタリング法などのＰＶＤ法や、プラズマＣＶＤ法などのＣＶＤ法などを用いて半導体膜を成膜し、当該膜上にフォトリソグラフィ法などによりレジストマスクを形成した後に、ドライエッチング法やウェットエッチング法などを用いて半導体膜を選択的に除去することにより形成すればよい。半導体膜としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、炭化シリコン、またはガリウム砒素等の材料を用いて成膜した膜を使用すればよい。また、半導体膜を形成する材料として、上記材料以外に酸化物半導体材料を用いてもよい。
【００５６】
半導体層２０８の厚さは、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００５７】
なお、酸化物半導体材料を用いて半導体膜を成膜する、および、当該半導体膜を用いて半導体層を形成する場合、上述のシリコン等の材料を用いて半導体層を形成する場合と比較して様々な違いがあるため、以下に、酸化物半導体材料を用いた半導体膜の成膜、および、当該半導体膜を用いた半導体層の形成についての具体的な説明を記載する。
【００５８】
酸化物半導体材料を用いて半導体膜を成膜する場合、酸化物半導体材料としては、少なくともインジウム（Ｉｎ）あるいは亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。特にＩｎとＺｎを含むことが好ましい。また、トランジスタの電気特性のばらつきを減らすためのスタビライザーとして、インジウム（Ｉｎ）や亜鉛（Ｚｎ）に加えて、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）およびアルミニウム（Ａｌ）のいずれか一種以上を含むことが好ましい。
【００５９】
また、他のスタビライザーとして、ランタノイドである、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）のいずれか一種あるいは複数種を含んでもよい。
【００６０】
例えば、半導体膜を形成する材料として、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、二元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、三元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、四元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。
【００６１】
なお、ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを主成分として有する酸化物半導体材料という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素が入っていてもよい。
【００６２】
例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１（＝１／３：１／３：１／３）あるいはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１（＝２／５：２／５：１／５）の原子比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物半導体材料を用いることができる。あるいは、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝１：１：１（＝１／３：１／３：１／３）、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：３（＝１／３：１／６：１／２）、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：５（＝１／４：１／８：５／８）あるいはＩｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２０：４５：３５の原子比のＩｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物半導体材料を用いるとよい。
【００６３】
なお、例えば、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎの原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝ａ：ｂ：ｃ（ａ＋ｂ＋ｃ＝１）である酸化物半導体材料の組成が、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝Ａ：Ｂ：Ｃ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＝１）の酸化物半導体材料の組成のｒだけ近傍であるとは、ａ、ｂ、ｃが、（ａ−Ａ）２＋（ｂ−Ｂ）２＋（ｃ−Ｃ）２≦ｒ２を満たすことをいい、ｒは、例えば、０．０５とすればよい。他の酸化物半導体材料でも同様である。
【００６４】
また、ターゲット中の金属酸化物の相対密度は８０％以上、好ましくは９５％以上、さらに好ましくは９９．９％以上である。相対密度の高いターゲットを用いることにより、緻密な構造の酸化物半導体膜を成膜することが可能である。
【００６５】
しかし、これらに限られず、必要とする半導体特性（移動度、しきい値、ばらつき等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とする半導体特性を得るために、キャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間結合距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
【００６６】
例えば、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物半導体材料を用いて半導体膜を成膜し、当該膜を用いて半導体層を形成したトランジスタでは、高い移動度が得られている（Ｅｒｉ  Ｆｕｋｕｍｏｔｏ，Ｔｏｓｈｉａｋｉ  Ａｒａｉ，Ｎａｒｉｈｉｒｏ  Ｍｏｒｏｓａｗａ，Ｋａｚｕｈｉｋｏ  Ｔｏｋｕｎａｇａ，Ｙａｓｕｈｉｒｏ  Ｔｅｒａｉ，Ｔａｋａｓｈｉｇｅ  Ｆｕｊｉｍｏｒｉ，Ｔａｔｓｕｙａ  Ｓａｓａｏｋａ、「Ｈｉｇｈ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ＴＦＴ  ｆｏｒ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＡＭ−ＯＬＥＤ」、ＩＤＷ’１０、ｐ．６３１−ｐ６３４）。
【００６７】
なお、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎを主成分とする半導体膜を成膜し、当該膜を用いて半導体層を形成したトランジスタは、半導体膜を成膜する際に基板を加熱する、或いは半導体膜を成膜した後に熱処理を行うことで良好な特性を得ることができる。なお、主成分とは組成比で５ａｔｏｍｉｃ％以上含まれる元素をいう。
【００６８】
Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎを主成分とする半導体膜を成膜する際に基板を意図的に加熱することにより、当該膜を用いて半導体層を形成したトランジスタの電界効果移動度を向上させることが可能となる。また、トランジスタのしきい値電圧をプラスシフトさせ、ノーマリ・オフ化させることが可能となる。
【００６９】
なお、前述ではＩｎ、Ｓｎ、Ｚｎを主成分とする半導体膜を成膜し、当該膜を用いて半導体層（少なくともチャネル形成領域）を形成したトランジスタについての説明を行ったが、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎを主成分とする半導体を成膜し、当該膜を用いて半導体層（少なくともチャネル形成領域）を形成したトランジスタについても、半導体層中のバルク内欠陥密度を低減することにより移動度を上げることができる。
【００７０】
なお、上述の酸化物半導体材料を用いて形成した酸化物半導体膜は、単結晶、多結晶（ポリクリスタルともいう。）または非晶質などの状態をとる。
【００７１】
好ましくは、酸化物半導体膜は、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜とする。
【００７２】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、完全な単結晶ではなく、完全な非晶質でもない。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、非晶質相に結晶部および非晶質部を有する結晶−非晶質混相構造の酸化物半導体膜である。なお、当該結晶部は、一辺が１００ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさであることが多い。また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による観察像では、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる非晶質部と結晶部との境界は明確ではない。また、ＴＥＭによってＣＡＡＣ−ＯＳ膜には粒界（グレインバウンダリーともいう。）は確認できない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、粒界に起因する電子移動度の低下が抑制される。
【００７３】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部は、ｃ軸がＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃い、かつａｂ面に垂直な方向から見て三角形状または六角形状の原子配列を有し、ｃ軸に垂直な方向から見て金属原子が層状または金属原子と酸素原子とが層状に配列している。なお、異なる結晶部間で、それぞれａ軸およびｂ軸の向きが異なっていてもよい。本明細書において、単に垂直と記載する場合、８５°以上９５°以下の範囲も含まれることとする。また、単に平行と記載する場合、−５°以上５°以下の範囲も含まれることとする。
【００７４】
なお、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜において、結晶部の分布が一様でなくてもよい。例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形成過程において、酸化物半導体膜の表面側から結晶成長させる場合、被形成面の近傍に対し表面の近傍では結晶部の占める割合が高くなることがある。また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜へ不純物を添加することにより、当該不純物添加領域において結晶部が非晶質化することもある。
【００７５】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃うため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形状（被形成面の断面形状または表面の断面形状）によっては互いに異なる方向を向くことがある。なお、結晶部のｃ軸の方向は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜が形成されたときの被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向となる。結晶部は、成膜することにより、または成膜後に加熱処理などの結晶化処理を行うことにより形成される。
【００７６】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動を低減することが可能である。よって、当該トランジスタは、信頼性が高い。
【００７７】
また、結晶性を有する酸化物半導体では、よりバルク内欠陥を低減することができ、表面の平坦性を高めればアモルファス状態の酸化物半導体以上の移動度を得ることができる。表面の平坦性を高めるためには、平坦な表面上に酸化物半導体を形成することが好ましく、具体的には、平均面粗さ（Ｒａ）が１ｎｍ以下、好ましくは０．３ｎｍ以下の表面上に形成するとよい。
【００７８】
なお、Ｒａとは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１（ＩＳＯ４２８７：１９９７）で定義されている算術平均粗さを曲面に対して適用できるよう三次元に拡張したものであり、「基準面から指定面までの偏差の絶対値を平均した値」で表現でき、以下の式にて定義される。
【００７９】
【数１】
2013030467.tif 000003
【００８０】
ここで、指定面とは、粗さ計測の対象となる面であり、座標（ｘ１，ｙ１，ｆ（ｘ１，ｙ１）），（ｘ１，ｙ２，ｆ（ｘ１，ｙ２）），（ｘ２，ｙ１，ｆ（ｘ２，ｙ１）），（ｘ２，ｙ２，ｆ（ｘ２，ｙ２））の４点で表される四角形の領域とし、指定面をｘｙ平面に投影した長方形の面積をＳ０、基準面の高さ（指定面の平均の高さ）をＺ０とする。Ｒａは原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）にて測定可能である。
【００８１】
酸化物半導体材料を用いて半導体膜を成膜する場合は、成膜雰囲気を、不活性雰囲気、酸化性雰囲気、又は不活性ガスと酸化性ガスとの混合雰囲気とすることが好ましい。酸化性雰囲気とは、酸素、オゾンまたは亜酸化窒素などの酸化性ガスを主成分とする雰囲気であって、水、水素などが含まれないことが好ましい。例えば、熱処理装置に導入する酸素、オゾン、亜酸化窒素の純度は、６Ｎ（９９．９９９９％）以上、好ましくは７Ｎ（９９．９９９９９％）以上、（即ち不純物濃度を１ｐｐｍ未満、好ましくは０．１ｐｐｍ未満）とする。酸化性雰囲気は、酸化性ガスを不活性ガスと混合して用いてもよい。その場合、酸化性ガスが少なくとも１０ｐｐｍ以上含まれるものとする。また、不活性雰囲気とは、窒素、希ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン）などの不活性ガスを主成分とする雰囲気である。例えば、熱処理装置に導入する不活性ガスの純度は、６Ｎ（９９．９９９９％）以上、好ましくは７Ｎ（９９．９９９９９％）以上、（即ち不純物濃度を１ｐｐｍ未満、好ましくは０．１ｐｐｍ未満）とする。具体的には、酸化性ガスなどの反応性ガスが１０ｐｐｍ未満とする。
【００８２】
酸化物半導体材料を用いた半導体膜をスパッタリング法により成膜する際には、例えば、減圧状態に保持された処理室内に被処理物（本実施の形態では、下地層２０２、第１の電極２０４および第１の絶縁層２０６が形成されたベース基板２００）を保持し、被処理物の温度が１００℃以上５５０℃未満、好ましくは２００℃以上４００℃以下となるように被処理物を熱する。または、酸化物半導体膜の成膜の際の被処理物の温度は、室温としてもよい。そして、処理室内の水分を除去しつつ、水素や水などが除去されたスパッタガスを導入し、上記ターゲットを用いて酸化物半導体膜を成膜する。被処理物を熱しながら酸化物半導体膜を成膜することにより、酸化物半導体膜に取り込まれる水素や水などの不純物を低減することができ、電界効果移動度を向上させる効果が見込める。また、スパッタによる損傷を軽減することができる。処理室内の水分を除去するためには、吸着型の真空ポンプを用いることが好ましい。例えば、クライオポンプ、イオンポンプ、チタンサブリメーションポンプなどを用いることができる。また、ターボポンプにコールドトラップを加えたものを用いてもよい。クライオポンプなどを用いて排気することで、処理室から水分などの不純物を除去することができるため、酸化物半導体膜中の不純物濃度を低減できる。
【００８３】
スパッタリング法により成膜する際の各種設定条件としては、例えば、被処理物とターゲットの間との距離が１７０ｍｍ、圧力が０．４Ｐａ、直流（ＤＣ）電力が０．５ｋＷ、雰囲気が酸素（酸素１００％）雰囲気、またはアルゴン（アルゴン１００％）雰囲気、または酸素とアルゴンの混合雰囲気、といった条件を適用することができる。なお、パルス直流（ＤＣ）電源を用いると、パーティクル（成膜時に形成される粉状の物質など）を低減でき、膜厚分布も均一となるため好ましい。
【００８４】
なお、上述の方法にて半導体膜を成膜する前には、アルゴンガスを導入してプラズマを発生させる逆スパッタを行い、成膜面の付着物を除去することが好ましい。ここで、逆スパッタとは、通常のスパッタリング法においては、スパッタターゲットにイオンを衝突させるところを、逆に、処理表面にイオンを衝突させることによってその表面を改質する方法のことをいう。処理表面にイオンを衝突させる方法としては、アルゴン雰囲気下で処理表面側に高周波電圧を印加して、被処理物付近にプラズマを生成する方法などがある。なお、アルゴン雰囲気に代えて窒素、ヘリウム、酸素などによる雰囲気を適用してもよい。
【００８５】
半導体膜としてＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜する場合、以下の三つの方法で成膜すればよい。第１の方法は、２００℃以上４５０℃以下の成膜温度で酸化物半導体膜を成膜し、酸化物半導体膜をＣＡＡＣ−ＯＳ膜とする方法である。第２の方法は、酸化物半導体膜を成膜した後、当該膜に対して２００℃以上７００℃以下の熱処理を行うことで、酸化物半導体膜をＣＡＡＣ−ＯＳ膜とする方法である。第３の方法は、酸化物半導体膜を２層に分けて成膜し、１層目の酸化物半導体膜を薄く成膜した後、２００℃以上７００℃以下の熱処理を行い１層目の膜をＣＡＡＣ−ＯＳ膜とし、当該膜上に２層目の成膜を行うことで、１層目の結晶を種結晶として２層目の酸化物半導体膜をＣＡＡＣ−ＯＳ膜とする方法である。
【００８６】
そして、上述の方法にて成膜した半導体膜上にフォトリソグラフィ法やインクジェット法などを用いて、加工したいパターン形状に応じたレジストを形成し、ドライエッチング法やウェットエッチング法などを用いて酸化物半導体膜の不要部分を選択的に除去して、半導体層２０８を形成すればよい。
【００８７】
なお、半導体膜のエッチングとしてドライエッチング法を用いる場合、エッチングガスとしては、塩素を含むガス（塩素系ガス、例えば塩素（Ｃｌ２）、三塩化硼素（ＢＣｌ３）、四塩化珪素（ＳｉＣｌ４）、四塩化炭素（ＣＣｌ４）など）が好ましい。また、フッ素を含むガス（フッ素系ガス、例えば四弗化炭素（ＣＦ４）、六弗化硫黄（ＳＦ６）、三弗化窒素（ＮＦ３）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）など）、臭化水素（ＨＢｒ）、酸素（Ｏ２）、これらのガスにヘリウム（Ｈｅ）やアルゴン（Ａｒ）などの希ガスを添加したガス、などを用いることができる。
【００８８】
また、半導体膜のエッチングとしてウェットエッチング法を用いる場合、エッチング液として、燐酸と酢酸と硝酸を混ぜた溶液、クエン酸やシュウ酸などの有機酸を用いることができる。例えば、ＩＴＯ−０７Ｎ（関東化学社製）を用いることができる。
【００８９】
上述の方法により形成した半導体層は、不純物としての水分又は水素（水酸基を含む）が含まれていることがある。水分又は水素はドナー準位を形成しやすいため、半導体層にとっては不純物である。そこで、半導体層中の水分又は水素などの不純物を低減（脱水化または脱水素化）するために、半導体層に対して、減圧雰囲気下、窒素や希ガスなどの不活性ガス雰囲気下、酸素ガス雰囲気下、などにおいて、脱水化または脱水素化の加熱処理（以下、第１の加熱処理と略記する。）を行ってもよい。
【００９０】
半導体層に第１の加熱処理を行うことで、半導体膜中の水分又は水素を脱離させることができる。具体的には、２５０℃以上７５０℃以下、好ましくは４００℃以上基板の歪み点未満の温度で加熱処理を行えば良い。例えば、５００℃、３分間以上６分間以下程度で行えばよい。加熱処理にＲＴＡ法を用いれば、短時間に脱水化または脱水素化が行えるため、ガラス基板の歪点を超える温度でも処理することができる。
【００９１】
加熱処理装置は電気炉に限られず、抵抗発熱体などの発熱体からの熱伝導又は熱輻射によって、被処理物を加熱する装置を備えていてもよい。例えば、ＧＲＴＡ（Ｇａｓ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）装置、ＬＲＴＡ（Ｌａｍｐ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）装置等のＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）装置を用いることができる。ＬＲＴＡ装置は、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプなどのランプから発する光（電磁波）の輻射により、被処理物を加熱する装置である。ＧＲＴＡ装置は、高温のガスを用いて加熱処理を行う装置である。気体には、アルゴンなどの希ガス、又は窒素のような、加熱処理によって被処理物と反応しない不活性気体が用いられる。
【００９２】
第１の加熱処理においては、窒素、又はヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスに、水分又は水素などが含まれないことが好ましい。又は、加熱処理装置に導入する窒素、又はヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスの純度を、６Ｎ（９９．９９９９％）以上、好ましくは７Ｎ（９９．９９９９９％）以上、（即ち不純物濃度を１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下）とすることが好ましい。
【００９３】
また、第１の加熱処理を行った半導体層に、第２の加熱処理を行ってもよい。第２の加熱処理は、酸化性雰囲気にて加熱処理することにより半導体層に酸素を供給して、第１の加熱処理の際に半導体層中に生じた酸素欠損を補填する目的がある。このため、第２の加熱処理は加酸素化処理ということもできる。第２の加熱処理は、例えば２００℃以上基板の歪み点未満で行えばよい。好ましくは、２５０℃以上４５０℃以下とする。処理時間は３分〜２４時間とする。処理時間を長くするほど非晶質領域に対して結晶領域の割合の多い半導体層を形成することができるが、２４時間を超える熱処理は生産性の低下を招くため好ましくない。
【００９４】
酸化性雰囲気とは酸化性ガスを含む雰囲気である。酸化性ガスとは、酸素、オゾンまたは亜酸化窒素などであって、水、水素などが含まれないことが好ましい。例えば、熱処理装置に導入する酸素、オゾン、亜酸化窒素の純度を、６Ｎ（９９．９９９９％）以上、好ましくは７Ｎ（９９．９９９９９％）以上、（即ち不純物濃度を１ｐｐｍ未満、好ましくは０．１ｐｐｍ未満）とする。酸化性雰囲気は、酸化性ガスを不活性ガスと混合して用いてもよい。その場合、酸化性ガスが少なくとも１０ｐｐｍ以上含まれるものとする。また、不活性雰囲気とは、窒素、希ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン）などの不活性ガスを主成分とする雰囲気である。具体的には、酸化性ガスなどの反応性ガスが１０ｐｐｍ未満とする。
【００９５】
なお、第２の加熱処理に用いる熱処理装置およびガス種は、第１の加熱処理と同じ物を用いることができる。また、脱水化または脱水素化の加熱処理である第１の加熱処理と、加酸素化の加熱処理である第２の加熱処理は、生産性の観点から考えて連続して行うことが好ましい。
【００９６】
基板を意図的に加熱して半導体膜を成膜することや、半導体層形成後に熱処理することにより、半導体膜や半導体層から水素や水酸基若しくは水分を放出させ除去することができ、電界効果移動度を向上させる効果が見込める。このような電界効果移動度の向上は、脱水化・脱水素化による不純物の除去のみならず、高密度化により原子間距離が短くなるためとも推定される。また、半導体膜や半導体層から不純物を除去して高純度化することで結晶化を図ることができる。
【００９７】
また、上述の熱処理の効果は、電界効果移動度の向上のみならず、トランジスタのノーマリ・オフ化を図ることにも寄与している。例えば、基板を意図的に加熱しないでＩｎ、Ｓｎ、Ｚｎを主成分とする半導膜を成膜し、当該膜を用いて形成したトランジスタでは、しきい値電圧がマイナスシフトしてしまう傾向があるが、基板を意図的に加熱（１５０℃以上、好ましくは２００℃以上、より好ましくは４００℃以上）して成膜した場合は、このしきい値電圧のマイナスシフト化は解消され、しきい値電圧はノーマリ・オフとなる方向に動くことが観測されている。
【００９８】
また、基板を意図的に加熱して半導体膜を成膜することや、半導体層形成後に熱処理することにより、ゲートバイアス・ストレスに対する安定性を高めることができる。
【００９９】
なお、しきい値電圧はＩｎ、Ｓｎ及びＺｎの比率を変えることによっても制御することが可能であり、組成比としてＩｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：３の酸化物半導体材料を用いることでトランジスタのノーマリ・オフ化を実現することができる。また、酸化物半導体材料の組成比をＩｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：３とすることで結晶性の高い酸化物半導体膜を得ることができる。
【０１００】
このように、基板を意図的に加熱して半導体膜を成膜することや、半導体層形成後に熱処理することにより、半導体層は高純度化された非単結晶酸化物半導体となり、理想的には１００ｃｍ２／Ｖｓｅｃを超える電界効果移動度を実現することも可能になると推定される。
【０１０１】
また、半導体膜の成膜後および＼または半導体層の形成後において、半導体層（または半導体膜）に酸素注入処理を行い、熱処理により水素や水酸基若しくは水分を放出させ、その熱処理と同時にまたはその後の熱処理により酸化物半導体を結晶化させても良い。このような結晶化若しくは再結晶化の処理により結晶性の良い非単結晶酸化物半導体を得ることができる。
【０１０２】
ここで、酸素注入処理とは、酸素（少なくとも、酸素ラジカル、酸素原子、酸素イオン、のいずれかを含む。）を半導体層（または、半導体膜）のバルクに添加することをいう。なお、当該「バルク」の用語は、酸素を、薄膜表面のみでなく薄膜内部に添加することを明確にする趣旨で用いている。また、「酸素ドープ」には、プラズマ化した酸素をバルクに添加する「酸素プラズマドープ」が含まれる。酸素ドープ処理を行うことにより、半導体層２０８（または、半導体膜）や第１の絶縁層２０６に含まれる酸素を、化学量論的組成比より多くすることができる。
【０１０３】
酸素ドープ処理は、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）方式を用いて、マイクロ波（例えば、周波数２．４５ＧＨｚ）により励起された酸素プラズマを用いて行うことが好ましい。
【０１０４】
なお、上述の半導体層（または、半導体膜）への酸素イオンの注入は、第２の加熱処理と同様に、半導体層（または、半導体膜）中に酸素を補充するため、「加酸素化処理」とも言える。過剰酸素は主に格子間に存在する酸素であり、その酸素濃度を１×１０１６／ｃｍ３以上２×１０２０／ｃｍ３以下とすれば、結晶に歪み等を与えることなく半導体層（半導体膜）中に含ませることができる。
【０１０５】
以上が、酸化物半導体材料を用いた半導体膜の成膜、および、当該半導体膜を用いた半導体層の形成についての具体的な説明である。
【０１０６】
第２の電極２１０としては、第１の電極２０４にて記載した説明と同様の材料および方法を用い、第１の電極２０４にて記載した説明と同様の膜厚で形成すればよい。
【０１０７】
次に、第１の絶縁層２０６、半導体層２０８および第２の電極２１０上に、第２の絶縁層２１２および第３の絶縁層２１４を形成する（図２（Ｃ）参照。）。
【０１０８】
第２の絶縁層２１２および第３の絶縁層２１４としては、プラズマＣＶＤ法などのＣＶＤ法、スパッタリング法などのＰＶＤ法を用いて、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウムなどを形成すればよい。また、ポリイミド、アクリル等の有機絶縁材料を用いることも可能である。例えば、第２の絶縁層２１２として、水分や水蒸気などに対してバリア性の高い無機材料膜を成膜し、第３の絶縁層２１４として段差の平坦化効果の高い有機樹脂を形成すればよい。これにより、トランジスタ２３０への水分や水蒸気の侵入が第２の絶縁層２１２により抑制され、且つ、第３の絶縁層２１４により表面状態が平坦化にされているため、後の工程にて形成する第３の導電層の膜厚が表面凹凸に起因して面内で変化する、または段切れが発生するといった現象を防止できる。
【０１０９】
第２の絶縁層２１２の厚さは、水分や水蒸気などに対するバリア性効果および生産性の観点から考えると、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下が望ましい。また、第３の絶縁層２１４の厚さは、凹凸の被覆性および生産性の観点から考えると、１００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下、好ましくは３００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下が望ましい。
【０１１０】
次に、第３の絶縁層２１４上に、第２の電極２１０と電気的に接続された第３の電極２１６と、第３の電極２１６の側面および端部を覆う第１の隔壁２１８を形成する（図３（Ａ）参照。）。
【０１１１】
第３の電極２１６としては、第１の電極２０４にて記載した説明と同様の材料および方法を用い、第１の電極２０４にて記載した説明と同様の膜厚で形成すればよい。また、第３の電極２１６を第２の電極２１０と電気的に接続するため、第３の絶縁層２１４上に第３の電極２１６として機能する導電膜を形成する前に、第２の絶縁層２１２および第３の絶縁層２１４に開口部を設け、第２の電極２１０の一部が露出した状態とする必要がある。なお、第２の絶縁層２１２および第３の絶縁層２１４に開口部を形成する方法としては、第３の絶縁層２１４上にフォトリソグラフィ法やインクジェット法などを用いて加工したいパターン形状に応じたレジストマスクを形成し、ドライエッチング法やウェットエッチング法などを用いて第２の絶縁層２１２および第３の絶縁層２１４を選択的に除去することにより形成すればよい。
【０１１２】
なお、発光装置がボトムエミッション構造である場合、ベース基板２００側に光を取り出す必要があるため、第３の電極２１６として、導電性の金属酸化物を用いて形成しても良い。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム酸化スズ（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、ＩＴＯと略記する場合がある）、酸化インジウム酸化亜鉛（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、または、これらの金属酸化物材料にシリコン若しくは酸化シリコンを含有させたものを用いればよい。
【０１１３】
第１の隔壁２１８としては、例えば、スピンコート法、印刷法、ディスペンス法またはインクジェット法などを用いて絶縁性を有する材料を第３の絶縁層２１４上に塗布し、塗布した材料に応じた硬化処理（例えば、加熱処理や光照射処理など）を行って層を形成した後に、当該層上にフォトリソグラフィ法やインクジェット法などを用いて、加工したいパターン形状に応じたレジストマスクを形成し、ドライエッチング法やウェットエッチング法などを用いて当該層を選択的に除去することにより形成すればよい。なお、絶縁性を有する材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂等の有機樹脂、下地層２０２にて記載した無機材料および有機ポリシロキサンなどの有機無機混合材料を用いることができる。特に、第１の隔壁２１８として感光性の有機樹脂や有機無機混合材料を用い、第１の隔壁２１８の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することにより、後の工程にて形成するＥＬ層や第４の電極の段切れを抑制できるため好ましい。
【０１１４】
第１の隔壁２１８の厚さは、後の工程にて形成するＥＬ層や第４の電極の段切れの抑制効果および生産性の観点から考えると、第３の電極２１６より厚く、且つ５０００ｎｍ以下、好ましくは第３の電極２１６より１００ｎｍ以上厚く、且つ３０００ｎｍ以下であることが望ましい。
【０１１５】
次に、第１の隔壁２１８上に第２の隔壁２２０を形成する（図３（Ｂ）参照。）。第２の隔壁は、多孔質構造の金属酸化物により構成すればよい。なお、本明細書における「多孔質構造」は、ベース基板２００の面方向と平行に第２の隔壁の任意の一部を切断した際に、切断面に形成される孔断面の５０％以上が１ｎｍ２以上１００００２ｎｍ以下の面積となる構造であることが好ましい。
【０１１６】
多孔質構造の金属酸化物は、ファンデルワールス力等の物理的な力で水分等の物質を吸着（物理吸着）するため、高い吸着速度を有するという特徴がある。したがって、第２の隔壁２２０として多孔質の金属酸化膜を用いることにより、第１の隔壁２１８形成時に完全に除去することのできなかった水分や水蒸気、第１の隔壁２１８形成後において当該隔壁表面に吸着された水分や水蒸気、発光装置外部から侵入した水分や水蒸気（特に、第１の隔壁２１８の内部を介してＥＬ層に到達する水分や水蒸気）を効果的に吸湿することができる。このため、水分や水蒸気に起因したＥＬ層の劣化を抑制することができる。なお、多孔質構造の金属酸化物は化学吸着のように高い吸湿熱を発生することがないため、吸湿熱によりＥＬ層を劣化させることもない。
【０１１７】
また、図１（Ａ１）に示すように、上記特徴を有する第２の隔壁２２０は、後の工程にてＥＬ層５００および第４の電極５０２を形成することにより形成される発光素子となる箇所（図１（Ａ１）において第３の電極２１６が剥き出しとなっている部分。）を囲む状態に、発光部から非常に近い箇所に形成することにより、水分や水蒸気を効果的に吸湿できる。加えて、ＥＬ層５００からの発光が対向基板側に射出される構造（所謂、トップエミッション型。上方射出型ともいう。）の場合においては、ＥＬ層５００からの発光を反射または＼および吸収することがないため、色度低下、光反射や光吸収による発光ロスに起因する消費電力の増加を抑制できる。
【０１１８】
したがって、本実施の形態に記載するように、発光部分を囲む状態に、発光部分から非常に近い箇所に第２の隔壁２２０を形成する構造を、トップエミッション型の発光装置に適用することにより、色度低下の抑制や消費電力増加の抑制などの更なる効果を発揮することができる。
【０１１９】
なお、発光部分に第２の隔壁が形成されると発光領域が減少してしまうため、第２の隔壁は、第１の隔壁上に形成することが好ましい。
【０１２０】
第２の隔壁２２０を形成する方法としては、例えば、１μｍより小さく、好ましくは１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以上５０ｎｍ以下のサイズまで粉砕された金属酸化物微粒子を、金属酸化物粒子同士の凝集を抑制する機能を有する材料（分散剤ともいう）に混合した溶液を第１の隔壁上にディップコート法やスピンコート法を用いて塗布した後、当該溶液に対して加熱処理を行い多孔質薄膜を形成する。なお、当該加熱処理は、分散剤が蒸発し、金属酸化物粒子同士が結合し、且つ、第１の隔壁に形状変化が生じない温度範囲で処理を行えばよく、具体的には１５０℃以上４００℃以下、好ましくは２５０℃以上３５０℃以下であることが望ましい。加熱処理に用いる装置については特に限定は無いが、溶液中の分散剤を効率的に除去するためには、減圧雰囲気下で加熱処理を行える装置を用いることが好ましい。そして、加熱処理により得られた多孔質薄膜上にフォトリソグラフィ法等によりレジストパターンを形成し、ドライエッチング法やウェットエッチング法により不要部分を除去することで、第２の隔壁２２０を形成することができる。なお、第２の隔壁２２０を形成後、第２の隔壁中に残留する水分や水蒸気を除去するための加熱処理を行ってもよい。当該加熱処理については、上述の溶液を加熱処理する際の温度範囲や装置を用いることができる。
【０１２１】
上述の金属酸化物粒子としては、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化錫、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ジルコニウムまたは酸化ニオブのいずれか１種類を主成分とする金属酸化物粒子、前記材料を複数含む金属酸化物粒子を用いることができる。また、金属酸化物粒子として前記材料に各種金属成分を含む粒子、例えば、低融点ガラスを粒子状に粉砕したものを用いることもできる。なお、低融点ガラスの金属成分については、公知の文献や各種製品のデータシートに記載されている範囲また記載内容から予想される範囲であれば、どのような成分であってもよい。また、分散剤についても、使用する金属酸化物粒子の種類に合わせ、公知の材料を用いればよい。
【０１２２】
また、第２の隔壁２２０を形成する他の方法としては、スパッタリング法や蒸着法などの気相析出法により得られる多孔質構造の金属酸化物薄膜を、フォトリソグラフィ法等によりレジストパターンを形成し、ドライエッチング法やウェットエッチング法により不要部分を除去することにより、第２の隔壁２２０を形成することができる。例えば、スパッタリング法により低密度の金属酸化物薄膜を成膜する方法としては、金属酸化物ターゲットが設置されたスパッタリング装置において、第１の隔壁２１８まで形成されたベース基板２００を金属酸化物ターゲットに対して傾けた状態（つまり、金属酸化物ターゲットの表面とベース基板２００の表面（第１の隔壁２１８が形成されている面）が平行でない状態）、好ましくは、金属酸化物ターゲットに対するベース基板２００の傾きが１５度以上９０度以下、より好ましくは３０度以上９０度以下となる状態に設置してスパッタリング処理（斜めスパッタ法、斜め堆積スパッタ法などとも言われる）を行うことで、シャドーイング効果（自己シャドー効果とも言われる。）により多孔質構造の金属酸化物薄膜を得ることができる。他の気相析出法においても上述と同様に、金属酸化物材料供給源に対してベース基板２００を傾けた状態で成膜すればよい。一例として、例えば酸化珪素ターゲットが設置されたマグネトロンスパッタ装置内に、当該ターゲットに対してベース基板２００を５０度傾けた状態として成膜処理を行えばよい。
【０１２３】
なお、上述の気相析出法による多孔質構造の金属酸化物薄膜の成膜方法では、装置内に１つのターゲット（材料供給源）が設置されていることを前提とした説明を行ったが、装置内に２つ以上のターゲット（材料供給源）を備え、各々のターゲット（材料供給源）に対してベース基板２００が１５度以上８５度以下、より好ましくは３０度以上８０度以下の範囲で傾いた状態に設置して成膜処理を行う方法もある。当該方法では、例えば金属酸化物薄膜を形成する材料（以下、材料Ａと略記する）と、材料Ａとは異なる材料（以下、材料Ｂと略記する。材料Ｂに特段の限定は無い。）を用いて多孔質構造の薄膜を成膜した後、当該薄膜に対して、材料Ａよりも材料Ｂの選択比が高い（つまり、材料Ａよりも材料Ｂの方がエッチングされやすい）溶剤やガス種を用いてエッチング処理を行うことにより、材料Ｂが選択的にエッチングされ、材料Ａを主成分とした多孔質構造の金属酸化物薄膜を形成することができる。なお、上述のエッチング処理で用いる溶剤やガス種は、選択比が低いと材料Ａがエッチングされ多孔質構造の金属酸化物薄膜が脆くなってしまうため、選択比が１０以上、好ましくは３０以上であることが望ましい。
【０１２４】
また、上述の方法以外としてゾルゲル法を用いて多孔質構造の金属酸化物薄膜を形成してもよい。
【０１２５】
本明細書において第２の隔壁２２０は「多孔質構造」であると記載しているが、必ずしも第２の隔壁２２０の全ての部分が多孔質構造である必要はない。例えば、第２の隔壁２２０の中心部分近傍に多孔質構造が存在しなくとも、表面近傍に多孔質構造が形成されていれば、第２の隔壁２２０は水分や水蒸気を吸湿する効果を発揮する。このため、本明細書における「多孔質構造」とは、第２の隔壁２２０全体の体積（空孔部を含む）を１００％とした場合において、第２の隔壁２２０の表面から内部方向に１０％の範囲に多孔質な構造を有しているものを「多孔質構造」とする。
【０１２６】
なお、図３（Ｂ）では、第２の隔壁２２０の断面形状は、底部よりも上部の幅が狭い形状として記載されているが、図３（Ｃ）のように底部よりも上部の幅が広い、いわゆる逆テーパー状の形状であってもよい。ここで、逆テーパー状の形状とは、第１の隔壁２１８の表面と第２の隔壁２２０の側面の成す角度（図３（Ｃ）の角度θ部分）が９０度未満であることを示す。
【０１２７】
以上が、本実施の形態の発光装置における、ＥＬ層形成前段階での発光部分およびその周辺部分の構造および作製方法の説明である。
【０１２８】
＜発光装置の構造および作製方法＞
以下に、発光装置全体についての構造および作製方法ついての説明を記載する。
【０１２９】
図５（Ａ）は、本実施の形態における発光装置の構造の一例を表す上面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の一点鎖線Ｘ−Ｙにおける断面図に相当する。
【０１３０】
なお、図５（Ｂ）の断面図により発光装置全面の構造を全て表すことはできないため、上述にて記載した発光部分のトランジスタ２３０および容量素子２４０の構造を代表して示すと共に、発光装置と外部装置との間で電力や信号を送受信する第１の外部配線の接続部および第２の外部配線の接続配線部の構造を記載する。
【０１３１】
本実施の形態における発光装置は、上述にて記載した、ベース基板２００、下地層２０２、第１の電極２０４、第１の絶縁層２０６、半導体層２０８、第２の電極２１０、第２の絶縁層２１２、第３の絶縁層２１４、第３の電極２１６、第１の隔壁２１８、第２の隔壁２２０に加え、第３の電極２１６上に形成されたＥＬ層５００と、ＥＬ層５００上に形成された第４の電極５０２と、発光領域４０２の周辺に設けられたシール材５０４と、シール材５０４によりベース基板２００と貼り合わされた対向基板５０６と、対向基板の一方の面に形成されたカラーフィルター５０８を有し、発光装置の一部には導電材料５０９を介して第１の外部配線５１０ａおよび第２の外部配線５１０ｂが電気的に接続されている。
【０１３２】
以下にて、本実施の形態における発光装置の作製方法を、図６および図７を用いて説明する。
【０１３３】
まず、第３の電極２１６上にＥＬ層５００を形成し、ＥＬ層５００上に第４の電極５０２を形成する（図６（Ａ）参照。）。第４の電極５０２は、ＥＬ層５００を挟む電極の一方として機能するため、外部配線接続部に引き回され、後の工程にて外部配線と電気的に接続される。図６（Ａ）では、第４の電極５０２は、第１の外部配線接続部に引き回されて第３の電極２１６と電気的に接続されており、後の工程にて、第１の外部配線接続部の第３の電極２１６には、導電材料を介して外部配線が接続される。なお、第３の電極２１６もＥＬ層５００を挟む電極の他方として機能するため外部配線接続部に引き回されているが、図面を用いた説明は省略する。
【０１３４】
ＥＬ層５００としては、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法などの真空蒸着法を用い、発光装置の使用目的に応じて適宜選択した材料を用いて形成すればよい。なお、ＥＬ層５００は、白色の光を呈する層であることが好ましい。ＥＬ層５００の形成方法や材料についての詳細は、実施の形態２にて記載する。なお、ＥＬ層５００は、水分、水蒸気、酸素などにより著しく劣化するため、後の工程にて形成するシール材より内側（基板中心側）に形成することが好ましい。また、図６（Ａ）のように基板の一部にＥＬ層５００を形成する場合、例えば、一部に開口部が設けられたマスク（例えばメタルマスク等）を準備し、ＥＬ層５００を形成する領域に当該マスクの開口部が重なるように、当該マスクを基板表面側（各種電極や絶縁層等が形成されている側。）に設置した状態で成膜すればよい。
【０１３５】
なお、ＥＬ層５００は水分、水蒸気、酸素などに弱いため、ＥＬ層５００は極力水分の少ない状態（例えば、ＥＬ層５００を成膜する前の状態において、ＥＬ層５００の成膜処理を行う装置内を１×１０−４Ｐａ以下まで真空引きするなど。）で成膜することが好ましい。また、後の工程にてベース基板２００に対してシール材５０４を塗布する工程や、ベース基板２００と対向基板５０６を貼り合わせる工程においても、水分の少ない状態（例えば、作業を行う装置内を少なくとも一度１×１０−４Ｐａ以下まで真空引きした後に、露点が−７０度以下のガスで装置内を充填するなど。）で行うことが好ましい。
【０１３６】
第４の電極５０２として、導電性の金属酸化物を用いて形成しても良い。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム酸化スズＩｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、ＩＴＯと略記する場合がある）、酸化インジウム酸化亜鉛（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、または、これらの金属酸化物材料にシリコン若しくは酸化シリコンを含有させたものを用いることができる。なお、図６（Ａ）のように、ある定められた場所に第１の電極を形成する場合は、ＥＬ層５００と同様にマスク等を用いればよい。
【０１３７】
また、第４の電極５０２として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することもできる。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、またはアニリン、ピロールおよびチオフェンの２種以上からなる共重合体若しくはその誘導体等があげられる。また、１枚乃至１０枚のグラフェンシートよりなる材料を用いてもよい。
【０１３８】
なお、発光装置がボトムエミッション構造である場合、対向基板５０６側に光を取り出す必要が無いため、第４の電極５０２として、例えば、真空蒸着法などの蒸着法や、スパッタリング法などのＰＶＤ法を用いて、アルミニウム、ニッケル、タンタル、クロム、タングステン、モリブデン、コバルト、マンガン、マグネシウム、チタン、パラジウム、ジルコニウム、ベリリウム、ネオジム、スカンジウム、金、白金、銀又は銅等の金属材料の単層や積層、これらの材料を含む合金などを成膜して用いることができる。
【０１３９】
第３の電極２１６とＥＬ層５００と第４の電極５０２とが重なり合うことで、電圧を印加することにより発光する発光素子４５０が形成される。発光素子４５０は、一対の電極から電子および正孔がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャリア（電子および正孔）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。上記のようなメカニズムから、電流励起型の発光素子と呼ばれる。なお、ＥＬ層５００に酸素、水素、水分、二酸化炭素等が侵入しないように、第４の電極５０２上に保護膜を形成してもよい。保護膜としては、例えば、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化ガリウムアルミニウムから選ばれた膜を単層または積層にて形成すればよい。なお、本実施の形態ではＥＬ層５００として有機ＥＬ材料を用いているが、公知の無機ＥＬ材料を用いてもよい。
【０１４０】
なお、第２の隔壁２２０の形状を前述した逆テーパー形状とした場合、ＥＬ層５００を、第２の隔壁２２０の側面部分で段切れを起こしやすい成膜方法（例えば蒸着法など）を用いて成膜し、第４の電極５０２を、第２の隔壁２２０の側面部分で段切れを起こしにくい成膜方法（例えばスパッタリング法など）を用いて成膜することにより、図６（Ａ）の容量素子部に示すように、ＥＬ層５００については、第２の隔壁２２０で段切れや膜厚の非常に薄い部分（例えば、狙い膜厚の５分の１以下の膜厚）が発生した状態、第４の電極５０２については、第２の隔壁により一部膜厚が薄くなる部分はあるが、段切れの発生がない状態に形成することができる。これにより、ある１つの発光素子４５０での発光が、ＥＬ層５００を介して（つまり、ＥＬ層５００内を反射して）隣接する他の発光素子４５０に伝搬することにより、発光する必要のない（つまり、電圧印加をおこなっていない）発光素子まで発光してしまう現象（迷光とも言われる）を抑制することができる。
【０１４１】
また、図６（Ａ）には示されていないが、第２の隔壁２２０の表面には、微細気孔が複数存在するため、第２の隔壁２２０の表面に成膜されたＥＬ層５００は平坦な膜とはならず、微細気孔の形状に沿って３次元的に蛇行する、または、一部において段切れが発生する。これにより、上述したＥＬ層５００を伝搬する光に起因した不要な発光を、より効果的に低減することができる。
【０１４２】
次に、発光領域４０２周辺を覆うようにシール材５０４を設けた状態で、一方の面にカラーフィルター５０８を形成した対向基板５０６をベース基板２００に貼り合わせ、シール材５０４を硬化させる（図６（Ｂ）参照）。なお、カラーフィルター５０８は、複数の色（例えば、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３色や、当該３色に加えてＹ（イエロー）を加えた４色や、当該４色に加えてＣ（シアン）を加えた５色など）が形成されており、対向基板５０６をベース基板２００に貼り合わせる際は、１つ（１色）のカラーフィルターが複数の発光素子４５０と重ならないように貼り合わせ処理を行う必要がある。
【０１４３】
対向基板５０６としては、ベース基板２００にて記載した説明と同様の材質を用いることができる。
【０１４４】
貼り合わせ処理は、真空貼り合わせ装置などを用いて、減圧状態が保たれた処理室内で行うことが好ましい。これにより、ベース基板２００と対向基板５０６間の空間にＥＬ層５００を劣化させる成分（水分、水蒸気、酸素など）の混入を抑制でき、また、シール材５０４中の気泡発生を抑制できる。
【０１４５】
なお、シール材５０４の硬化処理は、シール材５０４の材料成分に応じて、可視光照射処理、ＵＶ光照射処理、加熱処理の中から１種類または複数の処理を行えばよい。
【０１４６】
次に、第１の外部配線接続部および第２の外部配線接続部に設けられた第３の電極２１６上に、導電材料５０９を設け、各々に外部配線５１０ａ、外部配線５１０ｂを貼り合わせる（図７参照）。なお、本実施の形態は第３の電極２１６に対して外部配線５１０ａおよび５１０ｂを貼り合わせたが、勿論これに限定されることはなく、他の電極（導電層）に貼り合わせてもよい。
【０１４７】
導電材料５０９としては、例えば、導電性粒子と有機樹脂を含む材料を用いることができる。具体的には、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電性粒子（例えば球状粒子やフレーク状粒子）を有機樹脂に溶解または分散させた材料を用いる。導電性粒子としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、アルミ（Ａｌ）、カーボン（Ｃ）のいずれか一つ以上の金属粒子、絶縁粒子表面に前記いずれか一つ以上の金属膜が形成された粒子、ハロゲン化銀の微粒子、分散性ナノ粒子または半田材料などを用いることができる。また、導電材料５０９に含まれる有機樹脂としては、例えば第１の隔壁２１８にて記載した説明と同様の材料を用いればよい。
【０１４８】
導電材料５０９を設ける方法としては、フレキソ印刷装置、オフセット印刷装置、グラビア印刷装置、スクリーン印刷装置、インクジェット装置、ディスペンサー装置などの各種印刷装置を用いればよい。
【０１４９】
外部配線５１０ａおよび５１０ｂとしては、例えば、プリント配線板やＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などを用いればよい。
【０１５０】
接続処理としては、導電材料５０９が硬化する条件（可視光照射、ＵＶ光照射、加熱処理など）を導電材料５０９に与えればよい。さらに、導電材料５０９自体の導電性向上や、第３の電極２１６と導電材料５０９の導通不良防止のため、導電材料５０９の接続処理時には圧力を加えることが望ましい。例えば、接続処理としては、導電材料５０９および外部配線５１０ａ（または５１０ｂ）に対して加圧処理を行いながら加熱処理を行う圧着装置を用いることができる。
【０１５１】
以上の工程により作製された発光装置は、多孔質構造を有する第２の隔壁２２０が発光部分に近接して形成されているため、第１の隔壁２１８形成時に完全に除去することのできなかった水分や水蒸気、第１の隔壁２１８形成後において当該隔壁表面に吸着された水分や水蒸気、発光装置外部から侵入した水分や水蒸気（特に、第１の隔壁内部を介してＥＬ層に到達する水分や水蒸気）を効果的に吸湿することができる。したがって、水分や水蒸気に起因したＥＬ層５００の劣化を抑制することができる。
【０１５２】
また、第２の隔壁２２０の形状を逆テーパー形状とすることにより、ＥＬ層５００については、第２の隔壁２２０で段切れや膜厚の非常に薄い部分（例えば、狙い膜厚の５分の１以下の膜厚）が発生した状態、第４の電極５０２については、第２の隔壁により一部膜厚が薄くなる部分はあるが、段切れの発生がない状態に形成することができるため、ある１つの発光素子４５０が発光した際に、ＥＬ層５００を介して隣接する他の発光素子４５０に光が伝搬して発光してしまう現象を抑制することができる。
【０１５３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、発光素子の構成の一例について、図８および図９を用いて説明する。本実施の形態で例示する発光素子は、第３の電極２１６、第４の電極５０２及びＥＬ層５００を備える。第３の電極２１６または第４の電極５０２のいずれか一方が陽極、他方が陰極として機能する。ＥＬ層５００は第３の電極２１６と第４の電極５０２の間に設けられる。なお、当該ＥＬ層５００の構成は第３の電極２１６と第４の電極５０２の材質に合わせて適宜選択すればよい。以下に発光素子の構成の一例を例示するが、勿論、発光素子の構成がこれに限定されることはない。
【０１５４】
＜発光素子の構成例１＞
発光素子の構成の一例を図８（Ａ）に示す。図８（Ａ）に示す発光素子は、第３の電極２１６と第４の電極５０２の間にＥＬ層５００が挟まれている。
【０１５５】
第３の電極２１６と第４の電極５０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層５００に第３の電極２１６の側から正孔が注入され、第４の電極５０２の側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層５００において再結合し、ＥＬ層５００に含まれる発光物質が発光する。
【０１５６】
本明細書においては、両端から注入された電子と正孔が再結合する領域を１つ有する層または積層体をＥＬ層という。よって、当該発光素子の構成例１はＥＬ層を１つ備えるということができる。
【０１５７】
ＥＬ層５００は、少なくとも発光物質を含む発光層を備えていればよく、発光層以外の層と積層された構造であっても良い。発光層以外の層としては、例えば正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔輸送性に乏しい（ブロッキングする）物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、並びにバイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い）の物質等を含む層が挙げられる。
【０１５８】
ＥＬ層５００の具体的な構成の一例を図８（Ｂ）に示す。図８（Ｂ）に示すＥＬ層５００は、第３の電極２１６側から正孔注入層８０１、正孔輸送層８０２、発光層８０３、電子輸送層８０４、並びに電子注入層８０５の順に積層されている。
【０１５９】
＜発光素子の構成例２＞
発光素子の構成の他の一例を図８（Ｃ）に示す。図８（Ｃ）に例示する発光素子は、第３の電極２１６と第４の電極５０２の間にＥＬ層５００が挟まれている。さらに、第４の電極５０２とＥＬ層５００との間には中間層８０６が設けられている。なお、図８（Ｃ）のＥＬ層５００には、図８（Ｂ）のＥＬ層５００と同様の構成を適用することができる。
【０１６０】
中間層８０６は少なくとも電荷発生領域を含んで形成されていればよく、電荷発生領域以外の層と積層された構成であってもよい。例えば、第４の電極５０２側から順に、第１の電荷発生領域８０６ｃ、電子リレー層８０６ｂ、及び電子注入バッファー層８０６ａが積層された構造を適用することができる。
【０１６１】
中間層８０６における電子と正孔の挙動について説明する。第３の電極２１６と第４の電極５０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、第１の電荷発生領域８０６ｃにおいて、正孔と電子が発生し、正孔は第４の電極５０２へ移動し、電子は電子リレー層８０６ｂへ移動する。電子リレー層８０６ｂは電子輸送性が高く、第１の電荷発生領域８０６ｃで生じた電子を電子注入バッファー層８０６ａに速やかに受け渡す。電子注入バッファー層８０６ａはＥＬ層５００に電子を注入する障壁を緩和し、ＥＬ層５００への電子注入効率を高める。従って、第１の電荷発生領域８０６ｃで発生した電子は、電子リレー層８０６ｂと電子注入バッファー層８０６ａを経て、ＥＬ層５００のＬＵＭＯ準位に注入される。
【０１６２】
また、電子リレー層８０６ｂは、第１の電荷発生領域８０６ｃを構成する物質と電子注入バッファー層８０６ａを構成する物質が界面で反応し、互いの機能が損なわれてしまう等の相互作用を防ぐことができる。
【０１６３】
当該発光素子の構成例２の第４の電極に用いることができる材料の選択の幅は、構成例１の第４の電極に用いることができる材料の選択の幅に比べて、広い。なぜなら、構成例２の第４の電極は中間層が発生する正孔を受け取ればよく、仕事関数が比較的大きな材料を適用できるからである。
【０１６４】
＜発光素子の構成例３＞
発光素子の構成の他の一例を図９（Ａ）に示す。図９（Ａ）に例示する発光素子は、第３の電極２１６と第４の電極５０２の間に２つのＥＬ層５００ａおよびＥＬ層５００ｂが設けられている。さらに、第１のＥＬ層５００ａと、第２のＥＬ層５００ｂとの間には中間層８０６が設けられている。
【０１６５】
なお、第３の電極２１６と第４の電極５０２の間に設けるＥＬ層の数は２つに限定されない。図９（Ｂ）に例示する発光素子は、ＥＬ層５００が複数積層された構造、所謂、タンデム型の発光素子の構成を備える。但し、例えば第３の電極２１６と第４の電極５０２の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層５００を設ける場合には、ｍ（ｍは自然数、１以上（ｎ−１）以下）番目のＥＬ層と、（ｍ＋１）番目のＥＬ層との間に、それぞれ中間層８０６を設ける構成とする。
【０１６６】
また、当該発光素子の構成例３のＥＬ層５００には、上述の発光素子の構成例１と同様の構成を適用することが可能であり、また当該発光素子の構成例３の中間層８０６には、上述の発光素子の構成例２と同様の構成が適用可能である。
【０１６７】
ＥＬ層の間に設けられた中間層８０６における電子と正孔の挙動について説明する。第３の電極２１６と第４の電極５０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、中間層８０６において正孔と電子が発生し、正孔は第４の電極５０２側に設けられたＥＬ層へ移動し、電子は第３の電極側に設けられたＥＬ層へ移動する。第４の電極側に設けられたＥＬ層に注入された正孔は、第４の電極側から注入された電子と再結合し、当該ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。また、第３の電極側に設けられたＥＬ層に注入された電子は、第３の電極側から注入された正孔と再結合し、当該ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。よって、中間層８０６において発生した正孔と電子は、それぞれ異なるＥＬ層において発光に至る。
【０１６８】
なお、ＥＬ層同士を接して設けることで、両者の間に中間層と同じ構成が形成される場合は、ＥＬ層同士を接して設けることができる。具体的には、ＥＬ層の一方の面に電荷発生領域が形成されていると、当該電荷発生領域は中間層の第１の電荷発生領域として機能するため、ＥＬ層同士を接して設けることができる。
【０１６９】
発光素子の構成例１から構成例３は、互いに組み合わせて用いることができる。例えば、発光素子の構成例３の第４の電極５０２とＥＬ層の間に中間層を設けることもできる。
【０１７０】
＜発光素子に用いることができる材料＞
次に、上述した構成を備える発光素子に用いることができる具体的な材料について、第３の電極、第４の電極、並びにＥＬ層の順に説明する。
【０１７１】
＜第３の電極に用いることができる材料＞
第３の電極２１６は、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上が好ましい）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有したインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム等が挙げられる。
【０１７２】
これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。例えば、インジウム−亜鉛酸化物膜は、酸化インジウムに対し１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム膜は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下、酸化亜鉛を０．１ｗｔ％以上１ｗｔ％以下含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。
【０１７３】
この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン等）、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物、チタン酸化物等が挙げられる。また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の導電性ポリマーを用いても良い。
【０１７４】
但し、第３の電極２１６と接して第２の電荷発生領域を設ける場合には、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を第３の電極２１６に用いることができる。具体的には、仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることもできる。第２の電荷発生領域を構成する材料については、第１の電荷発生領域と共に後述する。
【０１７５】
＜第４の電極に用いることができる材料＞
第４の電極５０２に接して第１の電荷発生領域８０６ｃを、ＥＬ層５００との間に設ける場合、第４の電極５０２は仕事関数の大小に関わらず様々な導電性材料を用いることができる。
【０１７６】
なお、第４の電極５０２および第３の電極２１６のうち少なくとも一方を、可視光を透過する導電膜を用いて形成する。可視光を透過する導電膜としては、例えば酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などを挙げることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度）の金属薄膜を用いることもできる。
【０１７７】
＜ＥＬ層に用いることができる材料＞
上述したＥＬ層を構成する各層に用いることができる材料について、以下に具体例を示す。
【０１７８】
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層を形成することができる。
【０１７９】
なお、第２の電荷発生領域を用いて正孔注入層を形成してもよい。正孔注入層に第２の電荷発生領域を用いると、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を第３の電極２１６に用いることができるのは前述の通りである。第２の電荷発生領域を構成する材料については第１の電荷発生領域と共に後述する。
【０１８０】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層は、単層に限られず正孔輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子よりも正孔の輸送性の高い物質であればよく、特に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
【０１８１】
＜発光層＞
発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、単層に限られず発光物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。発光物質は蛍光性化合物や、燐光性化合物を用いることができる。発光物質に燐光性化合物を用いると、発光素子の発光効率を高められるため好ましい。
【０１８２】
＜電子輸送層＞
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層は、単層に限られず電子輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。正孔よりも電子の輸送性の高い物質であればよく、特に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
【０１８３】
＜電子注入層＞
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層は、単層に限られず電子注入性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子注入層を設ける構成とすることで第４の電極５０２からの電子の注入効率が高まり、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
【０１８４】
＜電荷発生領域に用いることができる材料＞
第１の電荷発生領域８０６ｃ、及び第２の電荷発生領域は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む領域である。なお、電荷発生領域は、同一膜中に正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含有する場合だけでなく、正孔輸送性の高い物質を含む層とアクセプター性物質を含む層とが積層されていても良い。但し、第１の電荷発生領域を第４の電極側に設ける積層構造の場合には、正孔輸送性の高い物質を含む層が第４の電極５０２と接する構造となり、第２の電荷発生領域を第３の電極側に設ける積層構造の場合には、アクセプター性物質を含む層が第３の電極２１６と接する構造となる。
【０１８５】
なお、電荷発生領域において、正孔輸送性の高い物質に対して質量比で、０．１以上４．０以下の比率でアクセプター性物質を添加することが好ましい。
【０１８６】
電荷発生領域に用いるアクセプター性物質としては、遷移金属酸化物や元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化モリブデンが特に好ましい。なお、酸化モリブデンは、吸湿性が低いという特徴を有している。
【０１８７】
また、電荷発生領域に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の有機化合物を用いることができる。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
【０１８８】
＜電子リレー層に用いることができる材料＞
電子リレー層８０６ｂは、第１の電荷発生領域８０６ｃにおいてアクセプター性物質がひき抜いた電子を速やかに受け取ることができる層である。従って、電子リレー層８０６ｂは、電子輸送性の高い物質を含む層であり、またそのＬＵＭＯ準位は、第１の電荷発生領域８０６ｃにおけるアクセプター性物質のアクセプター準位と、当該電子リレー層が接するＥＬ層５００のＬＵＭＯ準位との間に位置する。具体的には、およそ−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするのが好ましい。
【０１８９】
電子リレー層８０６ｂに用いる物質としては、例えば、ペリレン誘導体や、含窒素縮合芳香族化合物が挙げられる。なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安定な化合物であるため電子リレー層８０６ｂに用いる物質として好ましい。さらに、含窒素縮合芳香族化合物のうち、シアノ基やフルオロ基などの電子吸引基を有する化合物を用いることにより、電子リレー層８０６ｂにおける電子の受け取りがさらに容易になるため、好ましい。
【０１９０】
＜電子注入バッファー層に用いることができる材料＞
電子注入バッファー層８０６ａは、第１の電荷発生領域８０６ｃからＥＬ層５００への電子の注入を容易にする層である。電子注入バッファー層８０６ａを第１の電荷発生領域８０６ｃとＥＬ層５００の間に設けることにより、両者の注入障壁を緩和することができる。
【０１９１】
電子注入バッファー層８０６ａには、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
【０１９２】
また、電子注入バッファー層８０６ａが、電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、電子輸送性の高い物質に対して質量比で、０．００１以上０．１以下の比率でドナー性物質を添加することが好ましい。なお、ドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。なお、電子輸送性の高い物質としては、先に説明したＥＬ層５００の一部に形成することができる電子輸送層の材料と同様の材料を用いて形成することができる。
【０１９３】
＜発光素子の作製方法＞
これらの層を適宜組み合わせてＥＬ層を形成する。ＥＬ層は、用いる材料に応じて種々の方法（例えば、乾式法や湿式法等）を用いることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコート法などを選んで用いればよい。また、各層で異なる方法を用いて形成してもよい。
【０１９４】
以上のような材料を組み合わせることにより、本実施の形態に示す発光素子を作製することができる。この発光素子からは、上述した発光物質からの発光が得られ、その発光色は発光物質の種類を変えることにより選択できる。また、発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、発光スペクトルの幅を拡げて、例えば白色発光を得ることもできる。なお、白色発光を得る場合には、互いに補色となる発光色を呈する発光物質を用いればよく、例えば補色となる発光色を呈する異なる層を備える構成等を用いることができる。具体的な補色の関係としては、例えば青色と黄色、あるいは青緑色と赤色等が挙げられる。
【０１９５】
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１９６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、上述の実施の形態で説明した発光装置を電子機器に適用する場合の一例について、図１０を用いて説明する。
【０１９７】
図１０（Ａ）は、携帯型の情報端末であり、筐体１００１、筐体１００２、第１の表示部１００３ａ、第２の表示部１００３ｂなどによって構成されている。第１の表示部１００３ａおよび第２の表示部１００３ｂはタッチ入力機能を有するパネルとなっており、例えば図１０（Ａ）の左図のように、第１の表示部１００３ａに表示される選択ボタン１００４により「タッチ入力」を行うか、「キーボード入力」を行うかを選択できる。選択ボタンは様々な大きさで表示できるため、幅広い世代の人が使いやすさを実感できる。ここで、例えば「キーボード入力」を選択した場合、図１０（Ａ）の右図のように第１の表示部１００３ａにはキーボード１００５が表示される。これにより、従来の情報端末と同様に、キーボード入力による素早い文字入力などが可能となる。
【０１９８】
また、図１０（Ａ）に示す携帯型の情報端末は、図１０（Ａ）の右図のように、第１の表示部１００３ａ及び第２の表示部１００３ｂのうち、一方を取り外すことができる。第１の表示部１００３ａおよび第２の表示部１００３ｂは両方がタッチ入力機能を有しており単体で動作させることができるため、持ち運びの際に一方を取り外し、さらなる軽量化を図ることができる。また、筐体１００２を壁に設置し、筐体１００１を用いて手元で操作するといった使用方法を採ることもできる。
【０１９９】
図１０（Ａ）は、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報を操作又は編集する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、等を有することができる。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。
【０２００】
また、図１０（Ａ）に示す携帯型の情報端末は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能である。
【０２０１】
さらに、図１０（Ａ）に示す筐体１００２にアンテナやマイク機能や無線機能を持たせ、携帯電話として用いてもよい。
【０２０２】
上述の実施の形態で説明した発光装置は、第２の隔壁の効果により、水分や水蒸気に起因したＥＬ層の劣化が抑制されており、また、ＥＬ層を介して隣接する発光素子に光が漏れることについても抑制されている。このため、第１の表示部１００３ａや第２の表示部１００３ｂなどに当該発光装置を使用することにより、高い表示能力を有し、且つ、水分や水蒸気による発光状態の劣化が抑制された、付加価値の高い携帯型情報端末を提供できる。
【０２０３】
図１０（Ｂ）は、テレビジョン装置であり、筐体１０１１、表示部１０１２、スタンド１０１３などで構成されている。テレビジョン装置の操作は、筐体１０１１が備えるスイッチや、リモコン操作機１０１４により行うことができる。このようなテレビジョン装置において、表示部１０１２などに上述の実施の形態で説明した発光装置を用いることにより、高い表示能力を有し、且つ、水分や水蒸気による発光状態の劣化が抑制された、付加価値の高いテレビジョン装置を提供できる。
【０２０４】
図１０（Ｃ）は、半球型映像表示装置であり、本体１０２１、座席１０２２、ヒンジ１０２３、表示部１０２４などで構成されている。半球型映像表示装置は、表示部１０２４を湾曲状態にする必要がある。先の実施の形態にて記載した発光装置の作製方法では、ベース基板２００および対向基板５０６として各種プラスチック基板などの可とう性を有する基板を用いることが可能であるため、上述の実施の形態で説明した発光装置を曲面部分に形成することができる。このような半球型映像表示装置において、表示部１０２４などに上述の実施の形態で説明した発光装置を用いることにより、高い表示能力を有し、且つ、水分や水蒸気による発光状態の劣化が抑制された、付加価値の高い半球型映像表示装置を提供できる。
【０２０５】
図１１は、本実施の形態の発光装置を照明機器に用いた場合の一例であり、照明機器１１００は部屋全体を明るく照らす事を目的に、本明細書に記載した発光装置を天井面に貼り付けている。また、照明機器１１０２は、部屋の一部を明るく照らすスポットライトとして用いる事を目的に、天井に形成した半球状の穴の内部に、本明細書に記載した発光装置を貼り付けている。また、本明細書に記載の発光装置は、ベース基板２００および対向基板５０６にプラスチック基板等の可撓性を有する基板を用いて作製する事により、湾曲面等にも貼り付けることが可能となるため、様々な形状及び使用用途の照明機器に用いることができる。例えば、本明細書に記載した発光装置を湾曲面に貼り付け、卓上型照明機器１１０４のように用いることもできる。
【符号の説明】
【０２０６】
２００        ベース基板
２０２        下地層
２０４        第１の電極
２０６        第１の絶縁層
２０８        半導体層
２１０        第２の電極
２１２        第２の絶縁層
２１４        第３の絶縁層
２１６        第３の電極
２１８        第１の隔壁
２２０        第２の隔壁
２３０        トランジスタ
２４０        容量素子
４００        発光装置
４０１        基板
４０２        発光領域
４０３        端子部
４０４        端子部
４０５        端子
４０６        端子
４１０        発光部分
４２０        トランジスタ
４３０        トランジスタ
４４０        容量素子
４５０        発光素子
５００        ＥＬ層
５００ａ      ＥＬ層
５００ｂ      ＥＬ層
５０２        第４の電極
５０４        シール材
５０６        対向基板
５０８        カラーフィルター
５０９        導電材料
５１０ａ      外部配線
５１０ｂ      外部配線
８０１        正孔注入層
８０２        正孔輸送層
８０３        発光層
８０４        電子輸送層
８０５        電子注入層
８０６        中間層
８０６ａ      電子注入バッファー層
８０６ｂ      電子リレー層
８０６ｃ      電荷発生領域
１００１      筐体
１００２      筐体
１００３ａ    第１の表示部
１００３ｂ    第２の表示部
１００４      選択ボタン
１００５      キーボード
１０１１      筐体
１０１２      表示部
１０１３      スタンド
１０１４      リモコン操作機
１０２１      本体
１０２２      座席
１０２３      ヒンジ
１０２４      表示部
１１００      照明機器
１１０２      照明機器
１１０４      卓上型照明機器
【図１】
2013030467.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013030467.tif 000010
【図８】
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【図９】
2013030467.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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